JP2009262470A

JP2009262470A - 流体噴射ユニット及び流体噴射装置

Info

Publication number: JP2009262470A
Application number: JP2008116768A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kobayashi; 欣弘小林; Koji Higuchi; 浩司樋口; Masahito Mihashi; 将人三橋; Makoto Kawamoto; 誠川本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2009-11-12

Abstract

【課題】周囲の温度が変化しても各流体噴射ヘッド間での各ノズル同士の位置関係を維持
することができるとともに、容易に製造することが可能な流体噴射ユニット及び流体噴射
装置を提供する。
【解決手段】記録ヘッドユニット１４は、上流側から下流側に向かって搬送されるカット
用紙にノズルプレート１９に形成された複数のノズル２０からインクを噴射する複数の記
録ヘッド１６と、該各記録ヘッド１６を互いに離間して配置した状態で支持する支持部材
１５とを備えている。そして、各記録ヘッド１６のノズルプレート１９と支持部材１５と
は同一熱膨張係数の単一材料でそれぞれ構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、インクジェット式プリンタなどの流体噴射装置及び該流体噴射装置
に備えられる流体噴射ユニットに関する。

一般に、流体噴射ヘッドから流体を噴射する流体噴射装置の一種として、ラインヘッド
方式のインクジェット式プリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）が知られている。
そして、こうしたプリンタに搭載される印刷ヘッド組立体（流体噴射ユニット）としては
、従来、特許文献１に示すものが知られている。この特許文献１に記載の印刷ヘッド組立
体は、ノズルが形成された基材（ノズル形成部材）を有する複数の印刷ヘッドモジュール
（流体噴射ヘッド）と、各印刷ヘッドモジュールを支持する支持部材とからなっている。

このような印刷ヘッド組立体では、各印刷ヘッドモジュールの基材の熱膨張係数と支持
部材の熱膨張係数とが異なっていると、周囲の温度が上昇した場合に、基材と支持部材と
の間で膨張する割合に差が生じるため、歪みが生じる。この結果、各印刷ヘッドモジュー
ル間での各ノズル同士の位置関係に狂いが生じ、印刷の画像が乱れてしまう。

このため、特許文献１の印刷ヘッド組立体は、支持部材の熱膨張係数が各印刷ヘッドモ
ジュールの基材の熱膨張係数と実質的に等しくなるように構成することで、周囲の温度上
昇による歪みを抑制するようにしている。
特表２００３−５３１７４４号公報

ところで、特許文献１の印刷ヘッド組立体は、支持部材を材料が異なる２種類のセグメ
ントを互いに突き合わせ関係に接合することによって構成しているため、周囲の温度上昇
による歪みは抑制できるものの、製造するのに手間がかかってしまうという問題があった
。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その
目的は、周囲の温度が変化しても各流体噴射ヘッド間での各ノズル同士の位置関係を維持
することができるとともに、容易に製造することが可能な流体噴射ユニット及び流体噴射
装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の流体噴射ユニットは、上流側から下流側に向かっ
て搬送されるターゲットにノズル形成部材に形成された複数のノズルから流体を噴射する
複数の流体噴射ヘッドと、該各流体噴射ヘッドを互いに離間して配置した状態で支持する
支持部材とを備え、前記各流体噴射ヘッドのノズル形成部材と前記支持部材とは、同一熱
膨張係数の単一材料でそれぞれ構成されている。

この構成によれば、例えば周囲の温度が上昇した場合でも、各流体噴射ヘッドのノズル
形成部材と支持部材とが同じ割合で熱膨張するため、各流体噴射ヘッド間での各ノズル同
士の位置関係は維持される。また、ノズル形成部材及び支持部材はともに単一材料で構成
されているため、これらの製造が容易となる。したがって、周囲の温度が変化しても各流
体噴射ヘッド間での各ノズル同士の位置関係を維持することができるとともに、容易に製
造することが可能な流体噴射ユニットを提供することができる。

本発明の流体噴射ユニットにおいて、前記各流体噴射ヘッドのノズル形成部材と前記支
持部材とは、同一材料でそれぞれ構成されている。
この構成によれば、例えば周囲の温度が上昇した場合でも、各流体噴射ヘッドのノズル
形成部材と支持部材とが全く同じ割合で熱膨張するため、各流体噴射ヘッド間での各ノズ
ル同士の位置関係を確実に維持することが可能となる。

本発明の流体噴射ユニットにおいて、前記各流体噴射ヘッドは前記支持部材に固定され
ており、前記ターゲットの搬送方向から投影した際に前記各流体噴射ヘッド同士が重なる
部分における該各流体噴射ヘッド間での各ノズル同士は前記ターゲットの搬送方向におい
てそれぞれ互いに対応した位置関係を有している。

この構成によれば、ターゲットに対して流体を切れ目なく好適に付着させることが可能
となる。
本発明の流体噴射装置は、前記ターゲットを搬送する搬送手段と、上記構成の流体噴射
ユニットとを備えた。

この構成によれば、例えば周囲の温度が変化しても、各流体噴射ヘッド間での各ノズル
同士の位置関係を維持することができるので、搬送手段によって搬送されるターゲットに
対して精度よく流体を付着させることが可能となる。

以下、本発明の流体噴射装置をインクジェット式プリンタに具体化した一実施形態を図
面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「左右方向」、「上
下方向」をいう場合は図１及び図２に矢印で示す前後方向、左右方向、上下方向をそれぞ
れ示すものとする。

図１に示すように、流体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ１１は、図示しな
い本体フレーム内に、ターゲットとしてのカット用紙１２を搬送するための搬送手段とし
ての搬送ユニット１３と、該搬送ユニット１３の上方に該搬送ユニット１３と対向するよ
うに固定状態で配置された流体噴射ユニットとしての記録ヘッドユニット１４とを備えて
いる。

図１及び図２に示すように、記録ヘッドユニット１４は、前後方向に長い矩形板状をな
す支持部材１５と、該支持部材１５に互いに離間した状態で支持された複数（本実施形態
では２２個）の流体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１６とを備えている。２２個の記録ヘ
ッド１６は１１個の記録ヘッド１６を前後方向に沿って千鳥状をなすように規則的に２列
に配列してなる記録ヘッド列１７を２組形成しており、該両記録ヘッド列１７は左右方向
に所定間隔を置いて平行に並んでいる。両記録ヘッド列１７は前後方向における幅がカッ
ト用紙１２の幅よりも長くなっており、両記録ヘッド列１７における各記録ヘッド１６同
士は左右方向から投影した際にそれぞれ部分的に重なっている。

図３に示すように、各記録ヘッド１６は、直方体状をなしており、その左右両面の中央
部には取付片１６ａがそれぞれ突設されている。そして、各記録ヘッド１６は、支持部材
１５に設けられた平面視で記録ヘッド１６よりも一回り大きい矩形状の透孔１５ａに挿通
された状態で両取付片１６ａをねじ１８によってそれぞれ支持部材１５に固定することで
、該支持部材１５に取り付けられている。

図３及び図４に示すように、各記録ヘッド１６の下面には、搬送ユニット１３（図１参
照）によって搬送されるカット用紙１２（図１参照）に流体としてのインクを噴射するた
めの複数（本実施形態では１０個）のノズル２０が形成されたノズル形成部材としてのノ
ズルプレート１９がそれぞれ接着されている。各ノズルプレート１９に形成された１０個
のノズル２０は前後方向に沿って千鳥状をなすように規則的に２列に配列されている。

また、左右方向（カット用紙１２の搬送方向）から投影した際に両記録ヘッド列１７の
各記録ヘッド１６同士が重なっている部分における各ノズル２０同士（本実施形態では２
つずつのノズル２０同士）は、図４の一点鎖線で示すように、左右方向において互いに対
応した位置関係を有している。なお、各ノズルプレート１９と支持部材１５とは、同一の
単一材料（例えば、ステンレス綱やアルミニウムなどの金属材料）で構成されており、熱
膨張係数が互いに同じになっている。

そして、図１に示すように、各記録ヘッド１６には図示しないインクカートリッジから
それぞれインクが供給されるようになっており、該インクを各記録ヘッド１６の各ノズル
２０（図４参照）から搬送ユニット１３によって搬送されるカット用紙１２に対してそれ
ぞれ噴射して付着させることで印刷が行われるようになっている。

図１に示すように、搬送ユニット１３は左右方向に長い矩形板状のプラテン２１を備え
ている。プラテン２１の右側には前後方向に延びる駆動ローラ２２が駆動モータ２３によ
って回転駆動可能に配置される一方、プラテン２１の左側には前後方向に延びる従動ロー
ラ２４が回転可能に配置されている。さらに、プラテン２１の下側には前後方向に延びる
テンションローラ２５が回転可能に配置されている。

駆動ローラ２２、従動ローラ２４、及びテンションローラ２５には、プラテン２１を囲
むように、１つの無端状の搬送ベルト２６が巻き回されている。この場合、テンションロ
ーラ２５は、図示しないばね部材によって下側に向かって付勢されており、搬送ベルト２
６にテンションを付与することで該搬送ベルト２６の弛みを抑制するようになっている。

そして、駆動ローラ２２を前側から見て時計方向に回転駆動することで、搬送ベルト２
６が駆動ローラ２２、テンションローラ２５、及び従動ローラ２４の外側を前側から見て
時計方向に周回移動されるようになっている。この場合、搬送ベルト２６の内側の面はプ
ラテン２１の上面を左側から右側に向かって摺動するとともに、搬送ベルト２６上のカッ
ト用紙１２は上流側である左側から下流側である右側に向かって搬送されるようになって
いる。

また、プラテン２１の上面と対向する位置にあるカット用紙１２は、図示しない吸引手
段によって搬送ベルト２６越しにプラテン２１側に吸引されるようになっている。すなわ
ち、プラテン２１の上面と対向する位置にあるカット用紙１２は、プラテン２１により搬
送ベルト２６を介して支持されるようになっている。

また、従動ローラ２４の左斜め上側には、未印刷の複数のカット用紙１２を１枚ずつ順
次搬送ベルト２６上に給紙するための上下一対の給紙ローラ２７が設けられている。一方
、駆動ローラ２２の右斜め上側には、印刷後のカット用紙１２を１枚ずつ搬送ベルト２６
上から排紙するための上下一対の排紙ローラ２８が設けられている。

次に、インクジェット式プリンタ１１の作用について説明する。
さて、カット用紙１２が給紙ローラ２７によって搬送ベルト２６上に上流側（左側）か
ら給紙されると、カット用紙１２は搬送ベルト２６によりプラテン２１上を下流側（右側
）に向かって搬送される。そして、搬送ベルト２６によって搬送されているカット用紙１
２に各記録ヘッド１６の各ノズル２０からインクが噴射されて印刷が行われる。そして、
インクジェット式プリンタ１１の設置場所の温度上昇やインクジェット式プリンタ１１の
稼働時に発生する熱などによって記録ヘッドユニット１４の雰囲気温度が上昇すると、該
記録ヘッドユニット１４は温められて図４に示す状態から図５に示す状態へと熱膨張する
。

このとき、記録ヘッドユニット１４を構成する支持部材１５及び各記録ヘッド１６のノ
ズルプレート１９は熱膨張係数が互いに同じになっているため、図４及び図５に示すよう
に、熱膨張前の各記録ヘッド１６間の距離Ａ１が熱膨張後の各記録ヘッド１６間の距離Ａ
２に変化する割合と、熱膨張前の各記録ヘッド１６における各ノズル２０間の距離Ｂ１が
熱膨張後の各記録ヘッド１６における各ノズル２０間の距離Ｂ２に変化する割合とが同じ
になる。

このため、図４及び図５の一点鎖線で示すように、左右方向に各記録ヘッド１６同士が
重なっている部分における２つずつのノズル２０同士の左右方向における互いに対応した
位置関係は維持されるので、カット用紙１２に形成される印刷画像が乱れることはない。
したがって、記録ヘッドユニット１４の雰囲気温度が上昇しても、カット用紙１２の印刷
品質は確保される。

なお、記録ヘッドユニット１４の雰囲気温度が低下した場合でも、支持部材１５と各記
録ヘッド１６のノズルプレート１９とが同じ割合で収縮するため、記録ヘッドユニット１
４の雰囲気温度が上昇する場合と同様に、左右方向に各記録ヘッド１６同士が重なってい
る部分における２つずつのノズル２０同士の左右方向における互いに対応した位置関係は
維持される。したがって、この場合でも、カット用紙１２に形成される印刷画像が乱れる
ことはない。

因みに、記録ヘッドユニット１４を構成する支持部材１５と各記録ヘッド１６との熱膨
張係数が互いに異なる場合には、図４及び図６に示すように、熱膨張前の各記録ヘッド１
６間の距離Ａ１が熱膨張後の各記録ヘッド１６間の距離Ａ３に変化する割合と、熱膨張前
の各記録ヘッド１６における各ノズル２０間の距離Ｂ１が熱膨張後の各記録ヘッド１６に
おける各ノズル２０間の距離Ｂ３に変化する割合とが異なってしまう。

このため、図４及び図６の一点鎖線で示すように、左右方向に各記録ヘッド１６同士が
重なっている部分における２つずつのノズル２０同士の左右方向における互いに対応した
位置関係が壊れてしまう。すなわち、２つずつのノズル２０同士が左右方向において互い
に対応しなくなるので、カット用紙１２に形成される印刷画像が乱れてしまい、カット用
紙１２の印刷品質が著しく低下してしまう。

以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）各記録ヘッド１６のノズルプレート１９と支持部材１５とは、同一の単一材料に
よって構成されているため、互いに熱膨張係数が同じになっている。このため、記録ヘッ
ドユニット１４の雰囲気温度が上昇したり低下したりした場合でも、各記録ヘッド１６の
ノズルプレート１９と支持部材１５とが全く同じ割合で熱膨張したり収縮したりするため
、各記録ヘッド１６間での各ノズル２０同士の位置関係を確実に維持することができる。
加えて、各記録ヘッド１６のノズルプレート１９及び支持部材１５は、ともに単一材料で
構成されているため、これらをそれぞれ容易に製造することができ、ひいては記録ヘッド
ユニット１４を容易に製造することができる。したがって、記録ヘッドユニット１４の雰
囲気温度が変化した場合でも各記録ヘッド１６間での各ノズル２０同士の位置関係を確実
に維持することができるとともに、容易に製造することが可能な記録ヘッドユニット１４
を提供することができる。

（２）記録ヘッドユニット１４において、各記録ヘッド１６は支持部材１５に固定され
ており、左右方向（カット用紙１２の搬送方向）から投影した際に各記録ヘッド１６同士
が重なる部分における該各記録ヘッド１６間での各ノズル２０同士は左右方向においてそ
れぞれ互いに対応した位置関係を有している。このため、搬送ユニット１３によって搬送
されるカット用紙１２に対して切れ目なく且つ精度よくインクを付着させることができ、
カット用紙１２に対して高品質の印刷画像を形成することができる。
（変更例）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・各記録ヘッド１６のノズルプレート１９と支持部材１５とは、熱膨張係数が同じであ
れば、互いに異なる単一材料でそれぞれ構成してもよい。
・搬送ベルト２６を省略してもよい。この場合、ターゲットにはカット用紙１２ではな
く長尺のロール紙が用いられる。そして、このロール紙は、搬送ユニット１３の左側から
繰り出され、プラテン２１上で支持されて印刷された後、搬送ユニット１３の右側で巻き
取られる。

・上記実施形態では、流体噴射装置をインクジェット式プリンタ１１に具体化したが、
インク以外の他の液体（機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルの
ような流状体を含む）を噴射する液体噴射装置に具体化してもよい。そして、本明細書に
おける「液体」には、例えば、無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融
液）等を含むほか、液状体、流状体などが含まれる。

実施形態のインクジェット式プリンタの正面図。同プリンタの記録ヘッドユニットの平面図。支持部材への各記録ヘッドの取り付け状態を示す要部拡大簡略断面図。記録ヘッドユニットの要部拡大底面図。各記録ヘッドのノズルプレートと支持部材とが同じ熱膨張係数である場合における熱膨張後の記録ヘッドユニットの要部拡大底面図。各記録ヘッドのノズルプレートと支持部材とが異なる熱膨張係数である場合における熱膨張後の記録ヘッドユニットの要部拡大底面図。

符号の説明

１１…流体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ、１２…ターゲットとしてのカ
ット用紙、１３…搬送手段としての搬送ユニット、１４…流体噴射ユニットとしての記録
ヘッドユニット、１５…支持部材、１６…流体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、１９…ノ
ズル形成部材としてのノズルプレート、２０…ノズル。

Claims

上流側から下流側に向かって搬送されるターゲットにノズル形成部材に形成された複数の
ノズルから流体を噴射する複数の流体噴射ヘッドと、該各流体噴射ヘッドを互いに離間し
て配置した状態で支持する支持部材とを備え、
前記各流体噴射ヘッドのノズル形成部材と前記支持部材とは、同一熱膨張係数の単一材
料でそれぞれ構成されていることを特徴とする流体噴射ユニット。
前記各流体噴射ヘッドのノズル形成部材と前記支持部材とは、同一材料でそれぞれ構成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の流体噴射ユニット。
前記各流体噴射ヘッドは前記支持部材に固定されており、
前記ターゲットの搬送方向から投影した際に前記各流体噴射ヘッド同士が重なる部分に
おける該各流体噴射ヘッド間での各ノズル同士は前記ターゲットの搬送方向においてそれ
ぞれ互いに対応した位置関係を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の流体噴射ユニット。
前記ターゲットを搬送する搬送手段と、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の
流体噴射ユニットとを備えたことを特徴とする流体噴射装置。